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西安地铁航天城站、隧道结构的黄土湿陷变形影响分析
| 论文题名： | 西安地铁航天城站、隧道结构的黄土湿陷变形影响分析 |
| 关键词： | 黄土隧道;湿陷变形;浸水饱和;地下水位上升;数值模拟 |
| 摘要： | 西安地铁一、二、三号线建设工程中，由于湿陷性黄土厚度相对较薄，距离相对较短，湿陷性较弱，而隧道具有一定的埋深，已经开展的西安地铁1、2、3号线均未遇到突出的湿陷性黄土工程问题。然而，拟建的西安地铁4号线在航天城区段有较大厚度的湿陷性黄土覆盖层，该线近4km长的站区位于大面积连续分布的湿陷性黄土地层中。地铁车站地下结构和隧道基底下卧湿陷性黄土地层具有较大的湿陷性变形，将引起车站地下结构和隧道过大的沉降变形，或者显著的不均匀沉降，影响地铁的安全运行。根据初步研究和设计成果，该湿陷性黄土站、区段，隧道的修建方法包括放坡明挖法、穿越黄土地裂缝的暗挖法和穿越湿陷性黄土地层的盾构法。但是，不管采取哪种施工方法，都面临因黄土湿陷变形而引起的技术难题，需要进行专门研究以加以解决。本文研究中，重点研究浸水饱和条件及地下水位上升两种浸水条件下，穿越湿陷性黄土的盾构隧道衬砌结构的工程特性，得出如下结论: (1)建立了黄土的湿陷系数、压缩模量、湿陷起始压力与其物理性质指标之间的相关关系，为隧道黄土地基湿陷性评价和湿陷变形对隧道衬砌结构作用分析提供了基础。 (2)在降雨入渗和地面浸水入渗作用下，隧道衬砌结构具有截渗防止地基增湿和浸水饱和的作用，隧道两侧砂井的导水作用可以预防黄土地基增湿湿陷变形和浸水饱和湿陷变形。 (3)依据黄土压缩模量与其物性指标之间的相关关系确定饱和黄土压缩模量可以用于黄土地基湿陷变形评价分析。 (4)应用数值方法模拟湿陷性黄土明挖隧道开挖、维护、施工、回填荷载变化过程及浸水饱和地下水位抬升条件的分析表明，隧道黄土地基浸水入渗饱和比地下水位抬升浸水饱和的最大湿陷变形大。 (5)西安地铁4号线25m深厚湿陷黄土盾构隧道与车站区间、盾构隧道与暗挖区间、盾构隧道与盾构隧道联络通道三种连接地下结构的衬砌结构管片均发生不同程度破坏，需对盾构隧道与不同地下结构连接处进行加固处理并设置变形缝。 (6)埋深10m湿陷性黄土盾构隧道地基的湿陷变形控制标准宜确定为5cm。 |
| 作者： | 陆斯 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 邵生俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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